Электрический импульс включает в новом диэлектрике режим охлаждения

При включении внешнего электрического тока в стандартном электрокалорическом материале из-за перестроения внутренних диполей происходит выделение тепла или его поглощение — если эффект негативный, как в случае смеси ферроэлектрических полимеров. Применению таких материалов для управления микроклиматом мешает одно обстоятельство: внешнее поле должно постоянно поддерживаться активным, что ведёт к перерасходу энергии и, в конечном итоге, к нагреву материала.

Недавно, команда из Пенсильванского университета нашла смесь ферроэлектрических полимеров, обладающую уникальными свойствами. Она способна поглощать тепло даже после выключения внешнего поля и легко адаптируется для охлаждения различных малогабаритных, в том числе микроэлектронных систем.

Руководитель исследования, Сяоши Цянь (Xiaoshi Qian), и его коллеги по Penn State на этой неделе рассказали о найденном ими новом гибридном диэлектрике в журнале Applied Physics Letters.

Продемонстрированный ими экспериментальный рабочий цикл состоит из двух электрических импульсов, действующих в обоих направлениях — биполярно. Первый импульс приводит полюса гибрида в состояние макроскопической поляризации, а ещё один следующий за ним более слабый импульс, возвращает им произвольную ориентацию. Это даёт значительное увеличение энтропии полимерной смеси и, как следствие, большой охлаждающий эффект.

«Преимущество такого электрокалорического материала в его очень высокой эффективности, по сравнению с другими твёрдыми охладителями, например, термоэлектрическими», — заявил Цянь. Это исследование, по его мнению, лишь первый шаг на пути дальнейшего улучшения рабочих характеристик электрокалорических охладителей.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365